[發明專利]一種改性硅酸鋁耐火陶瓷纖維和一種密封襯墊

有效

• 申請號: 201810968335.0
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN108911793B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 王志博
• 申請（專利權）人: 河南省西峽開元冶金材料有限公司
• 主分類號: C04B41/91
• 分類號: C04B41/91;C04B41/80;F01N3/021
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種改性硅酸鋁耐火陶瓷纖維及其制備方法和一種機動車尾氣凈化裝置用密封襯墊。本發明首先對硅酸鋁耐火陶瓷纖維進行除渣處理，去除纖維中沒有回彈性的渣球，再使用氫氟酸對纖維表面進行刻蝕，在纖維表面形成更多的反應位點，然后通過煅燒在纖維表面形成一層莫來石晶體。本發明通過改性大幅提高了硅酸鋁耐火陶瓷纖維的回彈性，使用本發明改性后的硅酸鋁耐火陶瓷纖維制備的機動車尾氣凈化裝置用密封襯墊具有優異的耐老化和抗疲勞性能。

技術領域

本發明涉及尾氣處理的技術領域，特別涉及一種改性硅酸鋁耐火陶瓷纖維及其制備方法和一種機動車尾氣凈化裝置用密封襯墊。

背景技術

近年來，城市空氣污染面臨空前的挑戰，控制汽車(包括汽油車和柴油車)的尾氣污染對提高城市空氣質量達標率具有重要意義?？刂破囄廴疚锱欧诺姆椒煞譃閮煞N：一種是從控制污染物產生的源頭——燃燒過程，目前這種措施已無法滿足不斷嚴格的排放標準；另一種是通過加裝尾氣凈化裝置，通過化學反應的方法凈化尾氣污染物。

汽車尾氣凈化裝置可分為汽油車尾氣凈化裝置和柴油車尾氣凈化裝置，無論其處理尾氣的反應機理如何，其設計均包括陶瓷載體(在微粒捕集器，Diesel ParticulateFilter,DPF中為陶瓷濾芯)、密封襯墊、金屬殼體三部分。密封襯墊在其中主要起固定、密封、隔熱、降噪的功能。

陶瓷載體是脆性的，需要密封襯墊的固定和保護。由于陶瓷與金屬的熱膨脹系數差異很大，尤其是當金屬殼體的材質為奧氏體不銹鋼時，陶瓷載體與金屬殼體之間的間隙會在工況(高溫，eg.650℃)下產生很大的膨脹，膨脹率在某些設計中會大于10％，而該間隙在尾氣凈化裝置回到常溫時(車輛熄火)時又回歸原值。間隙的這種往復式的特性，使密封襯墊容易疲勞和老化，容易使襯墊中的纖維結構破碎，進而導致纖維不能提供充分的固定作用，繼而導致載體竄動、碰撞、破損，堵塞排氣系統，引發失效。

目前常見的方法為使用多晶莫來石纖維制作密封襯墊，這種纖維具有充分的回彈性能，在受壓后傾向于回彈而非斷裂，因而使用其制作的密封襯墊具有出色的抗疲勞、耐老化性能。然而，多晶莫來石纖維非常昂貴，且產量低。硅酸鋁耐火陶瓷纖維廉價易得，但是其直接用于制作密封襯墊，其耐老化性和抗疲勞性達不到要求。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種改性硅酸鋁耐火陶瓷纖維及其制備方法和一種機動車尾氣凈化裝置用密封襯墊。本發明提供的改性硅酸鋁耐火陶瓷纖維廉價易得，回彈性好，用于制作機動車尾氣凈化裝置用密封襯墊，得到的襯墊抗疲勞性和耐老化性好。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種改性硅酸鋁耐火陶瓷纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)對硅酸鋁耐火陶瓷纖維進行除渣處理，控制除渣后纖維的渣球含量低于5wt.％；

(2)將所述除渣后的纖維和氫氟酸溶液混合后進行熱處理，使氫氟酸對纖維表面進行刻蝕，得到刻蝕纖維；

(3)將所述刻蝕纖維進行煅燒，得到改性硅酸鋁耐火陶瓷纖維。

優選的，所述步驟(2)中氫氟酸溶液的濃度為0.05～0.5mol/L；

所述步驟(2)中熱處理的溫度為40℃以下，時間為5～120min。

優選的，所述步驟(3)中煅燒的溫度為950～1000℃，時間為10～20min。

優選的，所述煅燒前還包括：

在所述刻蝕纖維表面負載晶體成核助劑；所述晶體成核助劑為金屬氧化物或金屬氧化物前驅體。

優選的，所述金屬氧化物為二氧化鋯、二氧化鈦和三氧化二鋁中的一種或幾種；

所述金屬氧化物前驅體為氫氧化鋯、氫氧化鈦和氫氧化鋁中的一種或幾種。